. Acesso em: 9 jun. 2015.
Para saber mais
Se você organizar os elementos da Tabela Periódica em ordem crescente de massa atômica, como Mendeleiev propôs, observará que alguns elementos, como o níquel (Ni) e o cobalto (Co), ficariam em posições invertidas, comparando com a Tabela Periódica da página 79. No entanto, na Tabela de Mendeleiev, a posição desses elementos está igual à da Tabela Periódica atual. Para justificar tais mudanças de posição, Mendeleiev supôs que as medidas de massas atômicas na época fossem imprecisas.
Página 76
Número atômico e número de massa
Determinadas descobertas, como as de outros elementos químicos, levaram a mudanças na configuração da Tabela Periódica. Uma das mais marcantes resultou do trabalho desenvolvido por Henry Gwyn Jeffreys Moseley (1887-1915).
Ao estudar a radiação emitida por substâncias formadas por diferentes elementos químicos quando um feixe de elétrons colidia com o material, ele observou que essa radiação estava relacionada à carga elétrica do núcleo, ou carga nuclear, de cada átomo, e que átomos de diferentes elementos químicos emitiam radiações distintas, ou seja, seria possível diferenciar átomos de elementos distintos pela carga nuclear.
Lembre-se de que no núcleo apenas os prótons possuem carga elétrica e, portanto, a carga nuclear de um átomo está relacionada à quantidade de prótons do núcleo atômico.
O número de prótons de um átomo ficou conhecido como número atômico, sendo representado pelo símbolo Z.
A descoberta de Moseley mostrou-se importante para a Química, pois foi possível formular um novo significado para a expressão “elemento químico”: átomos que possuem a mesma quantidade de prótons. Assim, os elementos químicos passaram a ser ordenados na Tabela Periódica em função de seu número atômico e de suas propriedades.
Com a descoberta das partículas subatômicas (próton, elétron e nêutron), diversos cientistas buscaram caracterizá-las de acordo com suas propriedades, como massa e carga elétrica.
Veja um resumo dessas características a seguir.
PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DAS PARTÍCULAS SUBATÔMICAS
|
Propriedade
|
Próton
|
Elétron
|
Nêutron
|
Carga elétrica relativa (adotando a carga elétrica do próton igual a +1 e assumindo-a como padrão de referência)
|
+1
|
−1
|
0
|
Massa relativa (adotando a massa do próton igual a 1 e assumindo-a como padrão de referência)
|
1
|
0,0005
|
1,0018
|
Perceba que a massa relativa dos nêutrons (1,0018) é muito próxima à dos prótons (1). Para fins de cálculos, podemos assumir que a massa de 1 nêutron equivale à massa de 1 próton, ou seja, é igual a 1.
Fonte de pesquisa: David R. Lide. CRC handbook of Chemistry and Physics. 84. ed. Boca Raton: CRC Press, 2004.
Observe na tabela que a massa do elétron, em comparação com a do próton, é muito pequena, praticamente insignificante. Portanto, para calcular a massa relativa de um átomo, podemos considerar somente a quantidade de prótons e nêutrons que esse átomo possui.
A massa relativa de um átomo, também chamada de número de massa, é representada pelo símbolo A e corresponde à soma do número de prótons (ou número atômico) e nêutrons, simbolizada por n.
A = Z + n
Página 77
Representação de átomos e íons
De acordo com a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) – organização não governamental internacional dedicada a discutir diferentes aspectos da Química e a contribuir para a sua aplicação para a humanidade –, o número atômico (Z) deve ser representado no canto inferior esquerdo do símbolo do elemento, enquanto o número de massa (A), no canto superior esquerdo. Veja a seguir alguns exemplos.
Observe que os números em azul representam o número de massa dos átomos, enquanto os que estão em roxo representam o número atômico. Isso quer dizer que:
• representa um átomo de sódio com 11 prótons, 11 elétrons e 12 nêutrons
A = Z + n → 23 = 11 + n → n = 12
• representa um átomo de bromo com 35 prótons, 35 elétrons e 46 nêutrons
A = Z + n → 81 = 35 + n → n = 46
Para representar as cargas elétricas relativas de íons, a IUPAC recomenda a indicação da quantidade de carga elétrica seguida do sinal + para indicar carga positiva ou – para carga negativa.
Essa indicação deve aparecer no canto superior direito do símbolo do elemento químico. Quando a carga equivale a 1, ela pode ser indicada apenas pelo sinal – ou +. Veja os exemplos a seguir.
• representa um íon (cátion) de magnésio com 12 prótons, 10 elétrons (número de prótons – número de elétrons = +2 → número de elétrons = 12 – 2 → número de elétrons = 10) e 12 nêutrons.
•. representa um íon (ânion) de enxofre com 16 prótons, 18 elétrons (número de prótons – número de elétrons = −2 → número de elétrons = 16 + 2 → número de elétrons = 18) e 16 nêutrons.
Para saber mais
Átomos com o mesmo número atômico
No início do século XX, o cientista Frederick Soddy (1877-1956), em conjunto com Rutherford, descobriu a existência de átomos de mesmo número atômico, mas que apresentavam massa atômica diferente. Esses átomos foram chamados de isótopos e, naquela época, acreditava-se que esse fenômeno ocorria somente com elementos radioativos. Anos mais tarde, Francis William Aston (1877-1945) constatou que esse fenômeno não se restringia somente aos elementos radioativos.
O conhecimento sobre os isótopos e o desenvolvimento de métodos para calcular sua massa foram fundamentais para a determinação da massa atômica de um elemento. Seu cálculo leva em consideração a massa de todos os isótopos de um elemento encontrado na natureza e a abundância relativa de cada um. Observe o exemplo a seguir:
• Considerando 100 átomos do elemento cloro, 75 deles têm massa atômica 35 (35Cℓ) e 25 têm massa atômica 37 (37Cℓ). Portanto, a massa atômica do cloro é:
35 × 0,75 + 37 × 0,25 = 35,5
Roteiro
Considere as seguintes representações: e . Indique o número de prótons, de elétrons e de nêutrons em cada um dos casos.
Página 78
A Tabela Periódica
Observe a Tabela Periódica da página ao lado; os elementos químicos estão organizados da esquerda para a direita, em ordem crescente de número atômico. As sete linhas horizontais numeradas de 1 a 7 na tabela periódica são chamadas de períodos.
Perceba que há dois espaços na tabela periódica, no 6º e no 7º períodos, para indicar as duas linhas abaixo da parte principal da tabela. A primeira linha, chamada de lantanídeos, corresponde aos elementos químicos que possuem o número atômico entre 57 e 71. Já a segunda linha, chamada de actinídeos, corresponde aos elementos químicos com número atômico entre 89 e 103.
As dezoito linhas verticais ou colunas numeradas de 1 a 18 na Tabela Periódica são denominadas grupos. Antigamente, essas linhas eram conhecidas como famílias e possuíam numeração diferente, indicada em parênteses na tabela (veja a página seguinte). Os elementos químicos de determinado grupo possuem semelhanças em suas propriedades.
Grupo
|
Nome
|
1
|
metais alcalinos
|
2
|
metais alcalinoterrosos
|
13
|
grupo do boro
|
14
|
grupo do carbono
|
15
|
grupo do nitrogênio
|
16
|
calcogênios
|
17
|
halogênios
|
18
|
gases nobres
|
Alguns grupos da Tabela Periódica recebem nomes especiais, como mostra o quadro acima.
Outra classificação dos elementos químicos
Os elementos químicos podem ser classificados de várias formas. Uma das classificações mais simples e utilizadas é a divisão em metais e não metais.
Os átomos dos elementos classificados como metais formam substâncias que conduzem bem o calor e a eletricidade. Com exceção do mercúrio (Hg), que é líquido, encontram-se no estado sólido nas condições ambientes, isto é, 25 °C e pressão atmosférica ao nível do mar.
Os átomos dos elementos conhecidos como não metais formam substâncias simples que não conduzem bem o calor e a eletricidade, com exceção do carbono na forma de grafite. Nas condições ambientes, podem ser encontrados no estado gasoso (por exemplo, hidrogênio e nitrogênio), no estado líquido (por exemplo, bromo) e no estado sólido (por exemplo, boro e carbono).
Fig. 1 (p. 78)
Tabela Periódica dos Elementos classificada em metais (rosa) e não metais (azul).
Paula Radi/ID/BR
1A 2A
3B 4B 5B 6B 7B 8B 1B 2B
3A4A 5A 6A 7A 8A
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
I
II
III
IV
V
VI
VII
LANTANÍDEOS
ACTINÍDEOS
metais
não metais
NÃO METAIS
METAIS
Roteiro
Observe a Tabela Periódica da página ao lado. Qual é o símbolo do elemento representado no grupo 8 e 4º período?
Página 79
Fig. 1 (p. 79)
Fonte de pesquisa: Dados retirados da versão de 1º de maio de 2013 da Tabela Periódica dos Elementos da IUPAC. Disponível em:
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